流体流动习题答案

流体流动习题

1. 雷诺准数的表达式为__＿___＿__。当密度ρ=1００0kg/m3,粘度μ＝1厘泊的水,在内

径为d=100mm ，以流速为１ｍ/s 在管中流动时,其雷诺准数等于_＿_______＿,其流动类型为_＿____. 答案:Ｒe=d ｕρ/μ ； 105; 湍流

2. 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平

均流速为______＿＿_. 答案： 1ｍ/s

3. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=1０0ｍm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体

积流量为＿____＿.平均流速为__＿_＿__．答案：0.0１１８m ３/s ；1.5m ／s

4. 管出口的局部阻力系数等于__１．0___,管入口的局部阻力系数等于＿_0．５__.

5. 流体在园直管内流动,当R ｅ≥4000时的流型称为_＿_， 其平均速度与最大流速的关

系为__＿，而Re≤２000的流型称为＿__，平均速度与最大流速的关系为_＿＿。 答案：湍流; ≈0.8umax ； 层流; =０.５ uma ｘ

6. 某设备上,真空度的读数为80mm Ｈg,其绝压=_＿_＿ｍH2O= _____Ｐa. (该地区的大气

压为720mm Ｈg) 答案： 8.7m Ｈ2O ； 8.5３×１０4ｐa 7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是____＿____＿_＿＿_。

8．流体静压强Ｐ的作用方向为（ B )

A.指向受压面

B.垂直指向受压面

C.垂直受压面

D.平行受压面

9. 层流与湍流的本质区别是 ( D ) A ． 湍流流速>层流流速；

B. 流道截面大的为湍流,截面小的为层流；

C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数；

D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

10. 在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的（ C )倍

Ａ. 2 B. 8 C. 4

１1. 某液体在一等径直管中作稳态流动,若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变,则层流时，流动阻力变为原来的（ C ）

2

22322642d lu

u d l du u d l h f ρμμ

ρλ=

⋅⋅=⋅⋅=

1624

4

212

212

212212121

2==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f

12. 如图所示,三个容器A、B、C内均装有水,容器C 敞口。密闭容器A、B间的液面高度差为ｚ１=1m，容器B、C间的液面高度差为ｚ2=2ｍ,两U形管下部液体均为水银，其密度０=13６00ｋｇ/m3，高度差分别为R=0.2ｍ，H=０．１m,试求：容器A、B上方压力表读数ｐA、ｐB的大小。

p B

p A

z1B

A z2p a

ρ

ρC

R 2 H2'

1 1'

ρ0

例1-1附图

13．用离心泵经φ57×3．5mｍ的钢管,将敞口贮槽

内的有机溶剂（密度为8００ｋg/ｍ３,粘度为2０c

ｐ)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的

液面高度Z保持20ｍ，见附图。已知钢管总长度(包

括局部阻力当量长度) 为25m，反应器内的压力恒

定为4kｇf／ｃm2(表压) ，有机溶液输送量为

6m3/h，泵的效率为60％，试确定泵提供的轴功率。

【解】取敞口贮槽液面为1－1截面,反应器内液面为2-2截面,在1-1与2－2截面间列柏努利方程,并以1-1截面为基准面：

gZ１+(u12/2）+(p1／ρ)+W=ｇZ2＋(u22/2)(ｐ2／ρ）＋Σhf1－2

W=(Z2-Ｚ1)ｇ+[(u２2-u12)/２］+[（p2-p1)/ρ]＋Σｈf1-2

Σhｆ１-2 =λ［(ｌ＋le )/d］(ｕ2/2)

u=(6/36０0)／[(π/4）×0.0５2]=０．8488m/s

ｕ１≈u2≈０ Z1＝０

Re＝dｕρ/μ=0.0５×0．8488×8０0/(20×１0-3）

=1697.６<20０0

则λ=64/Rｅ=6４/1697.6＝０.0377

Σhｆ1-2＝0.0377×(25/0.05)×(0.8488２/2)＝6.７9０4/.kg

故Ｗ=（20-０)×９.807＋4×９.８0７×1０4／8０0＋6．7904

＝69３.5J/ｋｇ

N=QρW／η＝1.5４１ｋw

1附图

与两支管出口间的距离为10m 。AB 管段的内径为38mm 、长为２8ｍ;B Ｃ与BD 支管的内径相同，均为32ｍｍ,长度分别为1２m 、 １5ｍ(以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度)。各段摩擦系数均可取为0.03。试求：

（１）BC 支路阀门全关而ＢD 支路阀门全开时的流量;

（2)BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。 解:（１)在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程:

f W u

g z p u g z p ∑+++=++2

2222111

2

121ρρ 简化 : fABD W zg ∑=∆

而 2

22

22211u d l u d l W W W BD AB fBD

fAB fABD λλ+=∑+∑=∑

∴ 2

032.015

03.02038.02803.081.9102221u u ⨯

⨯+⨯⨯=⨯ 化简 1.9803.705.112

221

=+u u 又由连续性方程： 1121221241.1)32

38

()(u u u d d u === 代入上式：

1.9841.103.705.112

1221

=⨯+u u 解得：s m u /98.11= 流量：h m s m u d q V /08.8/10244.298.1038.0785.04

3332121=⨯=⨯⨯==

-π

（2)当 ＢＤ,B Ｃ支路阀均全开时：

C ,

D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路,

fBD fBC W W ∑=∑∴

2

22

22233u d l u d l BD BC λλ= 22

231512u u =∴

2

3118.1u u =∴

（1）